废弃铅锌矿区复耕后土壤-作物重金属污染特征及修复措施

[目的]了解废弃铅锌矿区复耕农田耕作层土壤—作物污染特征及变化情况,探究最合理的植物修复系统。[方法]利用基于GIS的Tominson负荷指数法对不同耕地重金属污染分布格局及来源进行分析;采用富集系数法(BCF),复合质量影响指数法(ⅡCQ)探究土壤—作物污染特征。[结果]研究区耕作层土壤中Cd,Zn,Pb,Hg含量分别是贵州省背景值的100,45,18,18倍,Cu,As,Cr与背景值基本相同;蒟蒻种植地为重度污染。茎块类作物食用部分富集重金属能力最强,稻米次之,瓜类作物最弱,当地瓜类作物可做为抗富集重金属的先行植物。[结论] Cd为主要控制因子,蒟蒻种植地为主要控制区域;根据研究区重金属空间分布特征,重度污染区域建议采用超富集植物修复及活化剂共同作用;中度污染区域种植抗富集蔬菜及阻绝污染源的方式;轻度污染区域稻米种植区采用钝化措施,从而达到修复耕作层土壤重金属目的。     

经济发达地区县域尺度土壤重金属污染区划

土壤重金属污染是社会关注的热点问题,而其区划是污染修复的基础。该文以地处经济快速发展地区的昆山市为例,综合运用地统计学、系统聚类分析、主成分分析等方法,以乡镇为基本单元,对研究区土壤重金属污染情况进行区划。结果表明：采用重金属污染状况结合孕污环境2次聚类的方法,研究区土壤重金属污染可划分为5个一级区和10个二级亚区。此分区体现了研究区土壤重金属污染空间分布状况和各乡镇孕污环境的空间差异,可对以后土壤重金属污染的控制及治理等相关工作借鉴。     

北京门头沟矿集区土壤重金属空间分布及污染特征

采用Arc GIS反距离权重插值数学模型和SPSS多元统计分析对门头沟矿集区周边的土壤重金属空间分布及污染特征进行综合研究,并运用潜在生态危害指数法进行生态风险评价。结果表明,研究区域土壤重金属含量空间分布自西至东逐渐升高。研究区域重金属危害程度由大到小依次为HgCdPbCrZnCuNiAs。研究表明煤矿开采及人类工农业生产共同作用造成的重金属危害最大,砂石类矿种造成的危害较弱。8种重金属潜在生态危害指数RI值在67.81~668.53之间,各种重金属污染的潜在生态危害由强至弱依次为HgCdAsPbNiCuCrZn。综上所述,研究区域的土壤重金属存在危害,由于研究区域位于北京市生态涵养区,其生态危害不可小觑,需要跟踪评价和系统修复。     

南太行典型区小流域土壤铅含量空间分异及影响因素分析

为揭示小流域尺度土壤铅（Pb）含量的空间分异规律及影响机制，提高土壤污染修复与管控效率。该研究以蟒河小流域为研究区，采集121份土壤表层（0～20 cm）样品和15份环境辅助样品，利用经典统计学、地统计学和地理探测器等模型方法对土壤Pb空间分异特征及其影响因素展开研究。结果表明：1）蟒河小流域土壤Pb含量的平均值为110.40 mg/kg，高于区域背景值，部分点位超过农用地土壤污染风险筛选值，存在污染风险；2）土壤Pb含量变异程度为强变异，且不同方向均存在较强的变异程度，南-北（0°）和东北-西南（45°）变异在空间变异中占主导作用，变异程度受成土母质、地形等结构性因素影响大。3）经验贝叶斯克里金空间插值显示土壤Pb含量整体由西南向东北带状逐步增加，局部特征明显，东北部山前平原和中部平原区域是土壤Pb污染风险监测的重点区；4）地质类型和土地利用对土壤Pb含量空间分布差异具有最强解释力，叠加距矿山距离和工业距离等因素后，其交叉作用影响程度显著增加，地质地形、大气等自然因素叠加工矿企业及农业生产等复杂环境下区域重金属污染综合研究是未来面临并需要研究的重要内容。该研究可为南太行典型区复杂环境下土壤重金属污染防治与修复治理提供精准支撑。     

中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策

我国农田土壤重金属污染格局多样,区域污染风险突出。发达国家对污染土壤的修复经验对我国具有借鉴意义。我国农田土壤重金属污染防治面临土壤重金属空间异质性强、土壤类型及农作物品种对重金属累积差异大、土壤酸化严重、土壤元素失衡、不科学的发展方式、土壤重金属累积趋势难以逆转、土壤—农作物重金属累积线性关系不显著,修复技术不完善、修复措施长期风险调控机制缺失等主要挑战。根据我国农田土壤污染防治现状及课题组工作基础,我们提出以预防为主、保护优先和风险管控为基本思路,建立土壤污染防治体系,通过"土壤环境质量调查、土壤污染源头管控、分类管理和土壤环境质量基准推导"等4个步骤推进农田土壤重金属污染防治工作。     

基于内梅罗指数法的复垦村庄土壤重金属污染评价及空间分布

以复垦村庄——山西省泽州县西郜压煤搬迁村庄为研究区,采集和测定了村庄内18个样点中Hg,As,Pb,Cd,Cr的重金属含量,并通过内梅罗指数法对重金属污染程度进行评价和空间分析。研究表明:西郜村中土壤的重金属综合污染程度达到了中度污染程度,其中Hg元素污染程度最高;0—20cm土壤中重金属污染程度要高于20—40cm土壤;研究区耕地处重金属污染程度较轻,而土路处由于交通运输及人类活动从而导致重金属污染程度较高,对于宅基地区域,重金属污染程度较高区域都分布在修建年代不久的宅基地所在位置,研究结果可为开展村庄复垦重金属治理提供一定借鉴。     

绿色食品产地土壤重金属空间分布与污染评价

为研究绿色无公害食品产地土壤重金属的含量与分布状况,以慈溪市周巷镇为研究区,利用综合指数法对土壤中重金属的含量进行评价,应用地统计学的方法分析土壤重金属含量的空间变化,并绘制土壤重金属的空间分布图。结果表明：以当地土壤重金属的自然背景为评价标准,所研究的8种重金属单项污染指数均大于1,说明8种重金属在该区均产生污染。以内梅罗指数法计算的土壤重金属综合污染指数为1.54,处于轻微污染的级别。研究区由北向南随地理位置和土地利用方式的不同,土壤中重金属含量有逐渐增高的趋势。不同剖面土壤重金属含量的研究表明,土壤中重金属有表聚和亚表聚的特征,随取样层次的加深,土壤中的重金属含量逐渐减少,说明土壤中的重金属含量受到人类活动的强烈影响。     

重金属污染黄壤生态修复中的微生态效应

以黄壤作为供试土壤,种植重金属富集植物与非富集植物,采用室内培养方法对外加镍污染黄壤的微生物活性及其群落结构进行了研究。结果表明:较低浓度Ni有利于提高土壤微生物活性,当Ni浓度>100 mg/kg时供试土壤的微生物活性开始下降,其中微生物生物碳、氮量和基础呼吸随重金属浓度增加而明显下降,但种植重金属富集植物的土壤下降幅度明显低于种植非富集植物的土壤。结果还显示,镍严重污染破坏了土壤微生物区系,使土壤细菌、放线菌及真菌数量下降,其中放线菌对重金属毒性影响最为敏感,重金属富集植物车前草引起土壤微生物区系的变化较小,表现了良好的修复能力。     

施用有机肥后安溪茶园土壤中重金属含量及污染评价

通过对安溪县城厢镇和虎邱镇的三个区域11个茶园样点进行施肥方式改变后的土壤样品中重金属铅、铬、砷、汞、镉的测定,并运用土壤重金属综合污染指数和潜在生态危害指数法进行风险评价。结果表明:①茶园施用有机肥后,参评重金属含量平均值大小为:铅铬砷汞镉;从单项重金属指标来看,均达到中国农业茶产地环境条件标准;②研究区茶园土壤的重金属综合污染指数均在安全等级,但不同区域之间存在差异,其数值大小依次为:同美村双格村林东村;土壤重金属潜在生态风险指数基本处于中等风险以下。综上,研究区改施有机肥后,土壤的重金属含量处于安全水平。     

南通市城市边缘带土壤重金属污染现状及评价

通过对不同土地利用方式下的7个样区进行系统的采样测定,对南通城市边缘带土壤重金属富集与污染状况进行了分析与评价。结果显示,研究区土壤未发生明显的重金属污染。但3个样区的土壤有轻度的重金属污染现象,Zn是发生富集最普遍的元素,约76%的样点土壤Zn富集指数>1,18%的样点土壤出现Zn的轻度污染。Cu、Pb等重金属元素导致的污染也在零星样点被发现。方差分析表明,土地利用方式不是导致研究区土壤重金属含量空间差异的主要因素,而土壤类型、样区空间环境与土壤重金属含量及富集、污染有相对密切的关系。     

沙质海岸木麻黄＋湿地松林不同混交模式综合效益评价

为了筛选综合效益最佳的木麻黄＋湿地松混交林模式,应用层次分析法,以蓄积量、生物量、风降率、风害率、土壤有机质质量分数和土壤速效养分质量分数为指标,对沙质海岸8年生的5种木麻黄＋湿地松混交林模式（木麻黄与湿地松2：4带状混交、3：3带状混交、1：3行带混交、1：2行带混交及1：1行间混交）的生长效益、防护效益和地力维护效益状况分别进行研究,在此基础上对以上5种木麻黄＋湿地松混交林模式综合效益进行评价。结果表明：5种木麻黄＋湿地松混交林模式综合效益大小顺序为木麻黄与湿地松3：3带状混交模式〉2：4带状混交模式〉1：2行带混交模式〉1：1行间混交模式〉1：3行带混交模式。     

川西亚高山不同植被类型土壤贮水与入渗性能试验

为川西亚高山不同植被类型水源涵养效益评价与林分结构合理配置提供科学依据,对亚高山不同植被类型土壤贮水及入渗性能进行研究。结果表明：1）9种植被类型土壤0-30 cm土层滞留贮水量具有极显著差异,变化在363.2-691.1 t/hm^2之间,从大到小排序为原始冷杉林（691.1 t/hm^2）〉云杉林（687.6 t/hm^2）〉落叶松林（659.8 t/hm^2）〉针阔混交林（656.3 t/hm^2）〉灌丛（631.8 t/hm^2）〉针叶混交林（620.8 t/hm^2）〉农田（592.2 t/hm^2）〉刺槐林（393.36t/hm^2）〉荒地（363.2 t/hm^2）。2）根据土壤入渗性能可将9种植被类型分为4类——云杉林、针阔混交林为第1类,入渗性能极强;落叶松林、针叶混交林2个植被类型为第2类,入渗能力强;原始冷杉林、灌丛为第3类,入渗能力较强;刺槐林、荒地、农田3个植被类型为第4类,入渗能力差。3）采用Kostiakov入渗模型反映不同植被类型土壤入渗过程,方程拟合度R2在0.894-0.984（P〈0.01）之间,拟合效果较好,表明该模型可以较好地描述不同植被类型土壤入渗过程。     

广东省小流域综合治理效益的定量评价——以清远市瑶安小流域为例

[目的]以广东省清远市瑶安小流域为例,对广东省小流域综合治理的效益进行定量评价,为该省小流域综合治理和效益评价工作提供借鉴和依据。[方法]根据广东省小流域的灾害特点和治理目标及瑶安小流域的实际情况,利用层次分析法确立防洪减灾效益、水保生态效益、经济效益和社会效益等4个效益类型,选择21个具有代表性的评价指标。数据标准化后利用模糊数学综合评判法构建小流域综合治理效益评价模型。[结果](1)构建的评价指标体系和评价方法能较为全面地反映小流域治理的综合效益,适合广东省使用。(2)2007—2013年瑶安小流域的综合效益和4个单项效益均有不同程度的提高,其中防灾效益和经济效益显著提高。[结论]提出的效益评价指标体系和方法在广东省是实用可行的。综合治理后瑶安小流域防灾减灾能力得到显著提高,水土流失状况得到改善。     

太行山区主要森林生态系统水源涵养能力

森林生态系统水源涵养功能是林冠层、枯落物层和土壤层对大气降水进行再分配的过程。本文通过文献收集整理太行山地区森林植被林冠一次降水截留量、枯落物层持水量和土壤层贮水量数据,分析该地区主要森林植被对降水的截留和贮蓄能力,采用综合蓄水能力法对森林植被的综合涵养水源能力进行评价,旨在为合理经营和管理森林生态系统提供依据。结果表明:1)土壤非毛管孔隙度与生态系统综合持水量呈正相关,且最大持水量占整个森林生态系统综合持水量的90%以上,表明土壤层作为森林生态系统水文效应最重要的一层,是整个森林系统水分循环的主要贮蓄库和调节器;2)针叶林中油松和侧柏的冠层一次降水截留量显著高于其他林型,其林冠结构更加适应该地区气象条件,林冠层降水再分配能力也优于其他林型;3)混交林郁闭度低,有利于林下灌、草丛的生长,其枯落物现存量比纯林和人工林更高,虽然林冠一次截留量低但林下具有丰富的枯落物层而更易涵养水源;4)天然林综合蓄水能力整体高于人工林,侧柏人工林和油松人工林综合蓄水能力仅次于刺槐、侧柏和油松天然林。综上可见,合理利用森林资源防止水土流失、天然林长期封育和合理控制优势树种密度及增加植被覆盖率对太行山地区植被恢复和生态建设具有重要意义。为提高该区综合水源涵养能力,可增加乡土树种油松和侧柏人工林的种植面积。     

南方红壤区小流域水土保持综合效益定量评价方法探讨——以江西兴国县为例

选择了南方红壤区水土流失严重的江西省兴国县境内的治理程度存在一定差异的塘背河、廖公坑、蕉溪河3个小流域为对象,选择了涉及生态效益、经济效益和社会效益的共30个评价指标,对3个小流域的水土保持综合效益进行了综合定量评价和比较。结果表明:(1)构建的评价指标体系和采用的评价方法能较为全面地反映水土保持的综合效益,具有一定的区域适宜性。(2)针对同一区域多个小流域一起进行评价,有利于通过对比揭示不同流域水土保持效益的差异及其产生的根源,对指导今后的水土保持工作具有重要的现实意义。(3)兴国县3个小流域通过积极的治理投入,均取得了显著的生态、经济和社会效益。(4)由于治理投入和治理时间的差异,3个小流域的水土保持综合效益尚存在一定的差异,塘背河小流域生态效益、经济效益、社会效益以及综合效益均最高;廖公坑小流域治理中等,生态效益和社会效益最低;蕉溪河小流域治理较差,经济效益最低。各流域应抓住自身水土流失治理存在的主要问题,采取具有针对性的措施以进一步搞好小流域的水土保持工作。     

闽北地区低碳农业效益综合评价体系的构建与应用

低碳农业是当前农业发展领域的研究热点与前沿, 但目前关于低碳农业效益综合评价研究鲜有报道。本文以位于闽北地区的福建省南平市炉下镇为研究对象, 探讨构建低碳农业效益综合评价体系的意义, 采用层次分析法(AHP)、特尔斐法(Delphi)和模糊综合评价(FCE)相结合的方法对闽北地区低碳农业效益进行综合评价, 以期实现对低碳农业效益由定性描述到定量评价的转变。通过筛选评价指标、确定指标权重、计算评价指标值, 形成了一个具有3个层次、20个具体指标的低碳农业效益综合评价体系。对炉下镇低碳农业效益进行了实证评价应用, 结果显示: 该地区低碳农业发展取得了良好的综合效益, 低碳农业效益综合评价值为0.723 9, 生态效益、社会效益和经济效益的指标值分别为0.698 2、0.592 3和0.472 0。应用结果表明, 该体系适应于闽北地区低碳农业效益综合评价, 对低碳农业发展具有重要指导意义。     

东北东部山地主要林分类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对东北东部山地主要林分类型土壤特性及水源涵养功能进行研究。结果表明：有机质含量和土壤总孔隙度从大到小的顺序均为：落叶松人工林〉天然次生林〉红松人工林〉针阔人天混交林。土壤容重为：针阔人天混交林〉天然次生林〉红松人工林〉落叶松人工林。0～40cm土层饱和蓄水量落叶松人工林最大，为2326．24t／hm^2；天然次生林较好，为2258.6t／hm^2；红松人工林次之，为2252．29t／hm^2；针阔人天混交林最差。为1851．11t／hm^2.落叶松人工林枯落物持水量最好，为136．63t／hm^2；针阔人天混交林较好，为56．08t／hm^2；红松人工林次之，为54.29t／hm^2；天然次生林最差，为40．1t／hm^2。水源涵养能力依次为：落叶松人工林（2462．87t／hm^2）〉红松人工林（2306.58t／hm^2）〉天然次生林（2298．87t／hm^2）〉针阔人天混交林（1907．19t／hm^2）。     

小流域生态经济系统优化模式研究

本文运用生态经济学的理论和方法,编制小流域综合治理开发规划,使经济建设和生态建设协调统一发展。采用多目标规划方法建立小流域生态经济系统的数学模型,进行动态模拟,可达到以较少的投资取得较大经济效益和生态效益的目标。规划的三个目标是:①建设以六个商品性生产小基地为支柱、近中远期效益兼顾的经济系统,以直接经济效益(净效益)最高为目标:②以林草植被建设为中心,恢复和建立良性生态系统,用相对价值量的方法定量计算和评价生态效益,以生态效益最大为第二目标;③以建立优化生态经济系统的投资量最少为第三目标。     

江西退化红壤人工重建森林土壤微生物碳源代谢功能研究

应用MicroResp方法研究4种重建森林土壤微生物对不同类型碳源的代谢特征,自然恢复地为对照处理。结果表明,不同培养时间(6 h和继续培养18 h)和不同土壤深度(0~10和10~20 cm),土壤微生物对单一碳源的利用能力差异显著。4种重建森林土壤微生物对碳源利用能力有显著差异,表现为:自然恢复地阔叶混交林阔叶纯林针阔混交林针叶纯林。多样性指数和均匀度指数表明4种重建森林土壤微生物群落多样性的变化趋势为:自然恢复地阔叶混交林阔叶纯林针阔混交林针叶纯林,除自然恢复地外,土壤微生物的多样性和均匀度在4种不同重建森林类型之间差异不显著。主成分分析结果表明,所选15种碳源能够阐述4种不同重建森林土壤微生物功能多样性的差异,森林土壤微生物的敏感碳源主要为糖类。     

南方红壤丘陵区小流域水土保持综合效益评价——以江西阳坑小流域为例

随着国家对水土保持工作的不断重视,越来越多的水土保持措施开始实施,为评定水土保持工作开展情况,水土保持综合效益评价工作显得尤为重要。因此,选取南方红壤丘陵区水土流失严重的江西阳坑小流域为例,以2005年为基准年,通过层次分析法选择涉及生态效益、经济效益、社会效益的13个评价指标,从单项效益入手,运用市场价值法、替代市场法、对比分析法等方法直接计算水土保持各单项效益价值,从而得到三大效益及综合效益价值。结果表明:江西阳坑小流域经过水土保持治理之后,2005年水土保持综合效益总价值为12 445.42万元。其中生态效益价值为10 240.65万元,占82.29%;单项效益价值大小排序依次为:保水效益净化大气效益保肥效益保土效益。经济效益价值为894.13万元,占7.18%;单项效益价值排序为:粮食增产效益经果林效益水保林效益。社会效益价值为1 310.64万元,占10.53%;单项效益价值排序依次为:改善群众经济效益提高土地生产率效益增加耕地效益减少泥沙淤积效益。评价结果表明水土保持生态效益在水土保持工作中占有决定性地位,这将为今后水土保持工作提供重要的理论依据,同时也将提升人们对水土保持工作的了解与认识。